垃圾發電技術現狀與發展前景研究

吳浩?黃杰

摘要：本文將主要介紹我國城市垃圾問題及垃圾發電技術現狀，并以此為前提，明確垃圾焚燒關鍵技術設備情況，據此提出制約我國垃圾焚燒發電發展的因素，為垃圾焚燒發電工作的發展指明發展前景，讓垃圾發電得以邁向市場化發展道路。

關鍵詞：垃圾發電技術;現狀;發展前景

引言：

國民經濟的持續發展也因此推動了城市工業化進程的發展，帶來了嚴重的生活環境污染問題。現階段，我國城市人均垃圾產量可達400千克，主要城市中的年垃圾產量可達1.5億噸，由于城市工業垃圾和生活垃圾數量相對較多，為了讓垃圾的利用率得以充分提升，要求相關人員妥善利用城市工業垃圾和生活垃圾，同時，構建垃圾焚燒鍋爐，充分發揮鍋爐的燃燒熱量優勢，并進行發電，以充分緩解城市垃圾污染，達到良好的環境保護效果。

1、我國垃圾焚燒發電技術現狀

我國早在1985年開始便已經初步引進了垃圾焚燒熱電技術，且該項技術發展速度相對較快。在國民經濟持續提升的背景下，城市燃料結構已經發生了不同程度的變化，且相應提升了垃圾熱值和垃圾產量，讓人們越發關注垃圾焚燒發電技術。現階段，隨著各類先進技術引進力度的不斷提升，我國已經初步建設了國產化的垃圾焚燒鍋爐設備，可以將其作為主要的垃圾處理設備，可以實現無害化的垃圾處理，表現出較為突出的經濟和社會效益。同時，相比于進口設備，此類設備在安裝、培訓、備件等領域中的投入成本都持續降低。

目前，我國許多城市，如北京、常州、蘇州等城市都已經初步建立了垃圾電站，而北京地區的垃圾發電項目也已經被國家計委正式批復，該項目位于朝陽區高安屯內，預計在不久的將來，該座垃圾場將成為我國規模最大的垃圾發電站，其年發電量甚至可以達到136GW·h[1]。

2、垃圾發電技術簡介

2.1 工藝流程

何謂垃圾發電技術？也即充分利用垃圾在焚燒過程中所釋放出來的燃燒熱能，進行水加熱處理，以獲取所需的過熱蒸汽，同時，利用過熱蒸汽作用，帶動汽輪機做功，以加快發電機的發電過程。通常可以將垃圾發電的主要工藝環節概括如下：

首先，要求針對垃圾進行預處理;其次，要求積極開展垃圾運輸，并將其向鍋爐中運輸;再次，在鍋爐中進行垃圾焚燒，使其得以保持穩定的燃燒狀態;最后，要求充分利用蒸汽作用，推動汽輪機作用，使其得以帶動發電機發電。

2.2 垃圾焚燒鍋爐

現階段，我國應用最多的垃圾焚燒廢料鍋爐主要包含機械式層燃爐排焚燒爐、旋轉窯型和循環流化床焚燒爐等幾種形式，而其中尤以層燃垃圾焚燒技術的發展速度最快，也最趨近于成熟。鍋爐設備普遍具有工作穩定性高、設備體積規模小及操作便捷等優勢，而在層燃垃圾焚燒鍋爐中主要含有往復推飼爐排、鏈條爐排及輥式爐排等層燃裝置。

2.2.1 輥式爐排垃圾焚燒鍋

這是一種具有高度代表性的垃圾焚燒鍋爐，此類鍋爐的額定蒸發量和蒸汽壓力通常為10t/h，而其中的飽和蒸汽溫度則可以達到194°C，同時，鍋爐本體裝置為雙鍋筒縱置式結構。爐排的主要構成結構為連續傾斜安裝的輥子，而其中每個輥子結構內部都含有相對獨立的傳動機構，可以實現獨立化的轉速調節，需要利用彈簧進行垃圾喂給，并將其作為主要的燃料，向給料機中進行供給。需要分別沿不同的轉速進行輥輪控制，使其得以按照不同的轉速進行緩慢轉動，讓垃圾得以結合相應的速度要求實現緩慢移動，并不斷從上一個輥子移動到后面的輥子中，爭取在輥子移動的過程中實現翻松處理，以促進整體爐排垃圾的充分燃燒。要求在每個輥子結構下端配備一個可以自由調節風量的風箱。一次箱普遍由輥子下端所吹而來，同時，由于輥子始終保持在轉動狀態，可能由于垃圾燃燒而導致受熱輥子實現充分冷卻，也不會因為溫度過高而導致輥子結構發生損壞，為此，可以使用鑄鐵材料進行制作。

針對鍋爐整體結構進行劃分，并將其分成雙鍋筒縱置式水管鍋爐結構，其中6個輥子都可以構成爐排上部，以形成燃燒室。位于鍋爐裝置上端的3排輥子上部結構均為爐膛，其上端為燃盡室，在該裝置結構四周均含有水冷壁裝置，且在其中部下端分布有中間煙室，至于上鍋筒后端，則是布置在上下鍋筒之間的對流管束組。在垃圾燃燒過程中所產生的煙氣可以依次經由燃盡室、中間煙室及對流管束等裝置，并最后經由省煤器從鍋爐中排放。

2.2.2 循環流化床型焚燒鍋爐

此類鍋爐的燃燒效率普遍相對較高，且可以充分適應高水分垃圾焚燒，其燃燒熱值相對較低，其可以將爐內溫度始終保持在850℃以上。一般而言，循環流化床中的鍋爐進料口主要處于燃燒區中部位置處，且多位于物料內循環的下降區域內，需要將物料降低到床底部位置，使其得以與空氣實現充分混合，以相應延長垃圾的爐內焚燒時間，促進垃圾分解，使其中的有害物質得以充分轉化。循環流化床鍋爐是十分有效的一種垃圾焚燒處理形式，且有著多種應用優勢，然而，由于受到研制技術水平的限制，導致爐型規模普遍相對較小，相信隨著技術發展水平的不斷提升，這一鍋爐必將迎來更為光明的應用前景。

2.2.3 旋轉窯型焚燒爐

利用此類裝置可以實現對于不同類型垃圾的充分處理，以全面焚燒工業廢料，需要將焚燒垃圾長時間放置于窯內高溫段之中，讓其中的垃圾得以充分燃燒，以全面清除其中的有害物質[2]。

3、我國垃圾焚燒發電前景

現階段，我國城市垃圾焚燒發電技術已經得到了充分優化，且已經初步具備一定的發電技術經驗。隨著垃圾產量的不斷增加，城市垃圾問題已經逐漸成為制約我國城市發展的公害，要求充分利用垃圾焚燒過程中所產生的熱量實現發電，以爭取更佳的垃圾處理效果，并予以深度推廣。我國現有超過2000個縣級以上城市，且大中城市數量眾多，若在各個縣級城市中構建熱電站裝置，則要求在各個大中城市中分別構建2個以上的熱電站，以實現高效的垃圾處理。然而，垃圾發電站建設并非一蹴而就，因此，需要循序漸進，在部分發達城市及省級以上城市中構建垃圾發電站[3]。

結語：綜上所述，我國垃圾焚燒發電機技術目前仍然有待優化，要求積極探索更為高效合理的垃圾焚燒發電技術方案，方可切實推動我國垃圾焚燒事業的發展。

參考文獻：

[1]董亞楠，袁文祥，畢蕾，李海燕. 中國—非洲生活垃圾發電技術轉移分析[J]. 資源節約與環保，2019（02）：47-49.

[2]保繼棟，朱曉蕾. 我國新能源技術競爭態勢分析研究——以垃圾發電技術領域為例[J]. 中國建材科技，2019，28（02）：23-24.

[3]龔維婷. 垃圾發電技術現狀與發展前景研究[J]. 黑龍江科學，2019，10（18）：154-155.511EF19E-57E9-4884-A05F-DD551245311F